AD与DA简介
模拟－数字转换器：
将模拟电信号转换为数字电信号。
Analog－to－Digital Converter
数字－模拟转换器：
将数字电信号转换为模拟电信号。
Digital －to－Analog Converter
引言
由于数字信号处理理论和电路与系统的信息处理能力、速度、集成度方面的高度发展，使得把模拟信号转换为数字信号进行处理，再将处理结果的数字信息转换为模拟信号的方式有着巨大优势。
数字信息可利用计算机高速灵活处理；
数字信息便于存储、查询；
数字信息有高抗干扰能力；
数字信息便于加密保密；
……
例：数字语音通信系统。
语音处理：压缩编解码、加解密等。
AD转换转换过程：
将随时间变化的模拟量按比例转换为序列数字量。
为实现AD，对模拟电信号在时间上离散采样，在幅度上量化编码。
采样定理：
在AD过程中，为尽可能保留信号信息，不必要、也不可能连续对模拟信号转换。对频谱有限模拟信号，理论上采样频率满足下列关系，即能保证被采样信号的恢复。
一般采用。
采样脉宽通常很窄，转换需要一定时间，因此需有保持电路。
为提高AD转换精度，需加强采样与保持精度，对上述原理电路采取很多改进措施。
采样保持输出波形如下：
量化与编码量化：将模拟信号电压变化范围分割为等间隔的离散电平，把每次采样保持输出电压归到最接近的电平。
编码：将可能量化的离散电平用二进代码表示。
量化误差：大小取决于量化等级。
四舍五入式为0.5量化间隔。
去0求整式为1个量化间隔。
DA转换将数字量表示的模拟电量按比例转换为实际模拟电量。
N为二进数D，比例K为kVREF，有：
DA转换关系曲线：
DA转换技术：
二进权电阻型。
如RF＝R/2,则有：
缺陷：电阻种类多，精度难保证，位数不高。
二进T型电阻网络型。
只需R、2R两种电阻。
－任一P点向左右视电阻均为2R；
－点输出电阻R0＝3R；
－任一P点等效电势VREF/3;
－当仅Di＝1时，流向点的电流：
Ii＝VREF/3×R×24－I
－根据叠加原理，对任意二进D有：
I＝（VREF/3×R×24）
－设RF＝3R，输出电压：
V0＝－（VREF/×24）
对于n位有：
V0＝－（VREF/×2n）
倒T形型电阻网络型。
克服流过开关电流变化大的缺陷。
权电流型DAC。
双极性DAC。可转换正负数字量。
集成DAC
增加灵活方便结构：输入缓冲器；输入数据分配器；输入串并变换；输入FIFO等。
DAC主要技术参数分辨率。
最小输出电压与满量程电压之比：
分辨率＝1/(2n-1)
有时直接把2n或n称之。
通常给出参数参考或基准电压VREF，
则:最小输出电压＝VREF×1/2n,
满量程输出电压＝（VREF×1/2n）×2n-1
2．转换误差。
绝对误差：实际值与理想值之差，用最小有效位电压的倍数表示。例：0.5LSB.
相对误差：绝对误差与满量程之比。
转换误差大于分辨率没有意义。
3．建立时间。
开始转换到稳定于误差范围之内时间。
300us以下，低速。
10－300us，中速。
0.01-10us，高速。
小于0.01us，超高速。
AD转换技术并行型
V1=1/16·VREF
V2=3/16·VREF
V3=5/16·VREF
V4=7/16·VREF
V5=9/16·VREF
V6=11/16·VREF
V7=13/16·VREF
V8=15/16·VREF
优点：速度快，不需采保。
缺陷：器件量大，误差不易控制。
串并行型
把多位ADC分解为两级位数较少的并行型ADC。一级变换高位数字量，并将其DAC后电压与输入电压求差，二级将电压差变换为低位数字量。
兼顾了器件量与速度。
也可采用多级结构。
逐次比较型
□ 由高至低逐次设定数码设定器每位二进值（0或1）。
□ 数码设定器每位经DAC输出电压均为相邻高位1/2.
□ 每位先设定值1，电压差为正，1保留，否则改0。
□ n次完成ADC。
数码逐次设定过程中，VF电压值逐次逼近VA。
其它型（略）
ADC主要技术参数分辨率所能分辨模拟输入最小值。
n位ADC分辨率为VAmax×1/2n。
VAmax：最大输入电压。
最高分辨率受噪声限制。
转换误差（精度）
绝对误差为输出数字量的 理论模拟值与产生该数字量的实际模拟值之差。一般用＋或－的1/2LSB倍数表示。
精度和分辨率要协调。
转换时间完成一次完整ADC之时间。
低速：大于300us。
中速：20－300us。
高速：小于20us。
集成ADC
选择使用考虑：
VA性质：范围、速率、格式等。
分辨率、线性、精度、转换时间。
输出数字量码制、格式、电平、方式。
控制信号、时序。
工作环境。
功耗、体积、成本。
模拟－数字转换器：
将模拟电信号转换为数字电信号。
Analog－to－Digital Converter
数字－模拟转换器：
将数字电信号转换为模拟电信号。
Digital －to－Analog Converter
引言
由于数字信号处理理论和电路与系统的信息处理能力、速度、集成度方面的高度发展，使得把模拟信号转换为数字信号进行处理，再将处理结果的数字信息转换为模拟信号的方式有着巨大优势。
数字信息可利用计算机高速灵活处理；
数字信息便于存储、查询；
数字信息有高抗干扰能力；
数字信息便于加密保密；
……
例：数字语音通信系统。
语音处理：压缩编解码、加解密等。
AD转换转换过程：
将随时间变化的模拟量按比例转换为序列数字量。
为实现AD，对模拟电信号在时间上离散采样，在幅度上量化编码。
采样定理：
在AD过程中，为尽可能保留信号信息，不必要、也不可能连续对模拟信号转换。对频谱有限模拟信号，理论上采样频率满足下列关系，即能保证被采样信号的恢复。
一般采用。
采样脉宽通常很窄，转换需要一定时间，因此需有保持电路。
为提高AD转换精度，需加强采样与保持精度，对上述原理电路采取很多改进措施。
采样保持输出波形如下：
量化与编码量化：将模拟信号电压变化范围分割为等间隔的离散电平，把每次采样保持输出电压归到最接近的电平。
编码：将可能量化的离散电平用二进代码表示。
量化误差：大小取决于量化等级。
四舍五入式为0.5量化间隔。
去0求整式为1个量化间隔。
DA转换将数字量表示的模拟电量按比例转换为实际模拟电量。
N为二进数D，比例K为kVREF，有：
DA转换关系曲线：
DA转换技术：
二进权电阻型。
如RF＝R/2,则有：
缺陷：电阻种类多，精度难保证，位数不高。
二进T型电阻网络型。
只需R、2R两种电阻。
－任一P点向左右视电阻均为2R；
－点输出电阻R0＝3R；
－任一P点等效电势VREF/3;
－当仅Di＝1时，流向点的电流：
Ii＝VREF/3×R×24－I
－根据叠加原理，对任意二进D有：
I＝（VREF/3×R×24）
－设RF＝3R，输出电压：
V0＝－（VREF/×24）
对于n位有：
V0＝－（VREF/×2n）
倒T形型电阻网络型。
克服流过开关电流变化大的缺陷。
权电流型DAC。
双极性DAC。可转换正负数字量。
集成DAC
增加灵活方便结构：输入缓冲器；输入数据分配器；输入串并变换；输入FIFO等。
DAC主要技术参数分辨率。
最小输出电压与满量程电压之比：
分辨率＝1/(2n-1)
有时直接把2n或n称之。
通常给出参数参考或基准电压VREF，
则:最小输出电压＝VREF×1/2n,
满量程输出电压＝（VREF×1/2n）×2n-1
2．转换误差。
绝对误差：实际值与理想值之差，用最小有效位电压的倍数表示。例：0.5LSB.
相对误差：绝对误差与满量程之比。
转换误差大于分辨率没有意义。
3．建立时间。
开始转换到稳定于误差范围之内时间。
300us以下，低速。
10－300us，中速。
0.01-10us，高速。
小于0.01us，超高速。
AD转换技术并行型
V1=1/16·VREF
V2=3/16·VREF
V3=5/16·VREF
V4=7/16·VREF
V5=9/16·VREF
V6=11/16·VREF
V7=13/16·VREF
V8=15/16·VREF
优点：速度快，不需采保。
缺陷：器件量大，误差不易控制。
串并行型
把多位ADC分解为两级位数较少的并行型ADC。一级变换高位数字量，并将其DAC后电压与输入电压求差，二级将电压差变换为低位数字量。
兼顾了器件量与速度。
也可采用多级结构。
逐次比较型
□ 由高至低逐次设定数码设定器每位二进值（0或1）。
□ 数码设定器每位经DAC输出电压均为相邻高位1/2.
□ 每位先设定值1，电压差为正，1保留，否则改0。
□ n次完成ADC。
数码逐次设定过程中，VF电压值逐次逼近VA。
其它型（略）
ADC主要技术参数分辨率所能分辨模拟输入最小值。
n位ADC分辨率为VAmax×1/2n。
VAmax：最大输入电压。
最高分辨率受噪声限制。
转换误差（精度）
绝对误差为输出数字量的 理论模拟值与产生该数字量的实际模拟值之差。一般用＋或－的1/2LSB倍数表示。
精度和分辨率要协调。
转换时间完成一次完整ADC之时间。
低速：大于300us。
中速：20－300us。
高速：小于20us。
集成ADC
选择使用考虑：
VA性质：范围、速率、格式等。
分辨率、线性、精度、转换时间。
输出数字量码制、格式、电平、方式。
控制信号、时序。
工作环境。
功耗、体积、成本。
